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植物生活在复杂的环境中。长期的进化与适应过程,使得植物拥有了多种应对生物胁迫和非生物胁迫的防御机制。醛脱氢酶(ALDHs)广泛参与植物体应对非生物胁迫的响应。ALDH7(Gh_D06G1578)是陆地棉醛脱氢酶超家族第7家族B1亚家族成员,编码序列长度为1524bp,蛋白质长度为507(aa ),在264–271(aa )区域为醛脱氢酶谷氨酸活性部位;ALDH12(Gh_D03G0856)是陆地棉醛脱氢酶超家族第12家族A1亚家族成员,编码序列长度为1665bp,蛋白质长度为554(aa ),在328–339(aa )区域为醛脱氢酶半胱氨酸活性部位。本研究我们通过拟南芥超表达棉花ALDH基因家族成员ALDH7(Gh_D06G1578)和ALDH12(Gh_D03G0856)基因,在干旱和盐胁迫下进行功能初步分析,主要结果如下:
1.干旱和盐胁迫下,拟南芥超表达转基因植株中目的基因ALDH7(Gh_D06G1578)的表达水平与野生型拟南芥(Col-0)相比显著提高。在干旱和盐胁迫下,与野生型拟南芥相比,转ALDH7基因植株CAT(过氧化氢酶)的活性较高,而H2O2(过氧化氢)含量较低。转基因拟南芥叶片MDA(丙二醛)的含量比野生型植株低,表明转基因拟南芥在胁迫下所受脂质氧化损伤的程度较小。此外,在干旱和盐胁迫条件下,与野生型植株相比,转ALDH7基因拟南芥中与非生物响应相关的基因AtABF4、AtCBL1、AtSOS1和AtRD29B的表达显著增高。初步表明Gh_D06G1578基因与植物对干旱和盐胁迫的耐受性提高有密切关系。
2.在ABA处理下,拟南芥超表达棉花ALDH12(Gh_D03G0856)基因。与野生型植株相比,转基因拟南芥种子萌发率和根伸长量都比较低,说明转ALDH12基因拟南芥对ABA敏感,在胁迫下更容易被ABA所调控以应对胁迫损害。与野生型拟南芥相比,转ALDH12基因拟南芥拥有较高CAT活性和较低的H2O2含量。转基因拟南芥与野生型植株相比MDA含量较低,表明转基因拟南芥氧化应激水平较低。生理指标检测发现,与野生型拟南芥相比,转ALDH12基因植株叶片相对含水量比较高,离体叶片失水率和离子渗透率比较低。此外,在胁迫条件下,转ALDH12基因拟南芥中与非生物响应相关的基因AtABF4、AtCBL1、AtSOS1和AtRD29B的表达显著增高。初步表明ALDH12(Gh_D03G0856)基因能够提高植株对干旱和盐胁迫的耐受性。
1.干旱和盐胁迫下,拟南芥超表达转基因植株中目的基因ALDH7(Gh_D06G1578)的表达水平与野生型拟南芥(Col-0)相比显著提高。在干旱和盐胁迫下,与野生型拟南芥相比,转ALDH7基因植株CAT(过氧化氢酶)的活性较高,而H2O2(过氧化氢)含量较低。转基因拟南芥叶片MDA(丙二醛)的含量比野生型植株低,表明转基因拟南芥在胁迫下所受脂质氧化损伤的程度较小。此外,在干旱和盐胁迫条件下,与野生型植株相比,转ALDH7基因拟南芥中与非生物响应相关的基因AtABF4、AtCBL1、AtSOS1和AtRD29B的表达显著增高。初步表明Gh_D06G1578基因与植物对干旱和盐胁迫的耐受性提高有密切关系。
2.在ABA处理下,拟南芥超表达棉花ALDH12(Gh_D03G0856)基因。与野生型植株相比,转基因拟南芥种子萌发率和根伸长量都比较低,说明转ALDH12基因拟南芥对ABA敏感,在胁迫下更容易被ABA所调控以应对胁迫损害。与野生型拟南芥相比,转ALDH12基因拟南芥拥有较高CAT活性和较低的H2O2含量。转基因拟南芥与野生型植株相比MDA含量较低,表明转基因拟南芥氧化应激水平较低。生理指标检测发现,与野生型拟南芥相比,转ALDH12基因植株叶片相对含水量比较高,离体叶片失水率和离子渗透率比较低。此外,在胁迫条件下,转ALDH12基因拟南芥中与非生物响应相关的基因AtABF4、AtCBL1、AtSOS1和AtRD29B的表达显著增高。初步表明ALDH12(Gh_D03G0856)基因能够提高植株对干旱和盐胁迫的耐受性。